电力变压器的局放试验

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-18
变压器的局放试验与耐压试验的区别

一、指代不同
1、局放试验:是指高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下,发生在电极之间的未贯穿的放电。
2、耐压试验:是检验电器、电气设备、电气装置、电气线路和电工安全用具等承受过电压能力的主要方法之一。
二、目的不同
1、局放试验:目的是发现设备结构和制造工艺的缺陷。如:绝缘内部局部电场强度过高;金属部件有尖角;绝缘混入杂质或局部带有缺陷产品内部金属接地部件之间、导电体之间电气连接不良等,以便消除这些缺陷,防止局部放电对绝缘造成破坏。
2、耐压试验:通过不同试验电压时泄漏电流的数值、绘制泄漏电流—电压特性曲线。电气设备经耐压试验能够发现绝缘的局部缺陷、受潮及老化。

三、标准不同
1、局放试验:油箱密封试验(例行试验)、绝缘特性测量(例行试验)、变压器油试验(例行试验)、电压比测量(例行试验)、电压矢量关系校定(例行试验)、绕组电阻测量(例行试验)、绝缘试验(例行、型式、特殊试验)。
2、耐压试验:试验过程中无液体渗漏,气压试验过程中经肥皂液或其他检漏液检查无漏气;可见的变形;过程中无异常的响声;抗拉强度规定值下限大于或等于540MPa材料制造的容器,表面经无损检测抽查未发现裂纹。
参考资料来源:百度百科-耐压试验
参考资料来源:百度百科-局放试验

随着电力系统电压等级的不断提高,电力变压器的电压等级和单台容量也在不断地提高。为了考核电力变压器承受工频、雷电和操作过电压的能力,国家标准规定了短时工频耐压试验、雷电冲击试验和操作冲击试验等绝缘试验项目。但是,由于这些绝缘试验与变压器长期工作电压对变压器的作用之间并没有固定的内在联系,特别是对于超高压电力变压器,长期工作电压对变压器的影响较各种过电压对变压器的影响更为严重和重要。为此,应采用一种可以考核变压器在长期工作电压作用下能安全可靠运行的绝缘试验方法,这就是局部放电试验。 对于任何一种绝缘结构,包括变压器的绝缘结构,内部存在气泡(气隙)、油隙和绝缘弱点都是不可避免的。这些气泡(气隙)、油隙和绝缘弱点通常是在变压器制造过程中形成的。如对于油浸式变压器,在其制造过程中,由于浸漆、干燥和真空处理不彻底,在产品所用的电木筒内、绝缘纸板内、绝缘纸层间等就不可避免地会形成一些空腔。当绝缘油不能完全浸入空腔时,空腔内就会存在一些气泡(气隙)。如果绝缘油本身质量有问题或绝缘油处理不好等,那么注入变压器中的绝缘油内部也会存在一些气泡。由于气体的介电系数比油、纸等绝缘材科的介电系数小,所以,气隙上承受的电场强度比油、纸绝缘上的电场强度高。当外施电压达到某一定值时,这些气隙就会首先发生局部放电。另外,油纸绝缘内的油膜,油隔板绝缘结构中的油隙,特别是“楔形”油隙,金属部件、导线等处的尖角、毛刺,电场集中、场强过高的局部区域等也都容易产生局部放电。 变压器绝缘结构中的局部放电,尤其是放电量较大的油纸绝缘表面产生的局部放电,将对变压器的绝缘造成破坏。其破坏情况有两种,一是由于放电质点对绝缘的直接轰击,造成局部绝缘的损坏,并逐步扩大,直至使整个绝缘放电击穿;二是由于局部放电产生的热、臭氧和氧化氮等活性气体的电化学作用,造成局部绝缘受到腐蚀,电导增加,最后导致绝缘热击穿。局部放电对绝缘的危害程度,一方面取决于局部放电的强度,如放电量大小、放电能量大小、放电次数等,另一方面还取决于绝缘的耐放电性能和局部放电作用下对绝缘的破坏机理。总之,局部放电对绝缘的危害,最终将导致变压器的绝缘寿命降低,并直接影响变压器在长期工作电压作用下的安全可靠运行。 变压器局部放电试验的目的:一是验证在标准规定的试验电压和时间内变压器的局部放电量是否符合标准和技术条件要求;二是当变压器局部放电量超过标准和技术条件规定时,通过对局部放电产生的原因进行分析和定位,然后加以排除;三是测量变压器的起始和终止放电电压,即施加电压上升时最初出现局部放电的最低放电电压和施加电压下降时最后消失局部放电的最高放电电压。 变压器局部放电的试验方法可分为电气法和非电气法两大类。电气法中有脉冲电流法、介质损耗法和电磁辐射法。非电气法中有声波法、测光法、测热法和物理化学法。电气法的灵敏度较非电气法高,所以,一般多采用电气法。在电气法中采用最多的是脉冲电流法。在非电气法中,常采用声波(超声波)法,尤其是声波法多用来对局部放电源进行定位。

常规的电力变压器局部放电检测方法有脉冲电流法、DGA法、超声波法、RIV法、光测法、射频检测法和化学方法等。

常规的局放检测方法
脉冲电流法。它是通过检测阻抗接入到测量回路中来检测。检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、中性点接地线、铁芯接地线以及绕组中由于局放引起的脉冲电流,获得视在放电量。脉冲电流法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法,IEC-60270为IEC于2000年正式公布的局放测量标准。脉冲电流法通常被用于变压器出厂时的型式试验以及其他离线测试中,其离线测量灵敏度高。脉冲电流法的问题在于以下几方面:其抗干扰能力差,无法有效应用于现场的在线监测;对于变压器类具有绕组结构的设备在标定时产生很大的误差;由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响,因此当试样的电容量较大时,受耦合阻抗的限制,测试仪器的测量灵敏度受到一定限制;测量频率低、频带窄,包含的信息量少。

DGA法。DGA法是通过检测变压器油分解产生的各种气体的组成和浓度来确定故障(局放、过热等)状态。该方法目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中,并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别,是当前在变压器局放检测领域非常有效的方法。但是DGA法具有两个缺点:油气分析是一个长期的监测过程,因而无法发现突发性故障;该方法无法进行故障定位。

超声波法。超声波法是通过检测变压器局放产生的超声波信号来测量局放的大小和位置。超声传感器的频带约为70~150千赫兹(或300千赫兹),以避开铁芯的铁磁噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声波法受电气干扰小以及可以在线测量和定位,因而人们对超声波法的研究较深入。但目前该方法存在着很大的问题:目前的超声传感器灵敏度很低,无法在现场有效地测到信号;传感器的抗电磁干扰能力较差。因此,超声检测主要用于定性地判断局放信号的有无,以及结合脉冲电流法或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。在电力变压器的离线和在线检测中,它是主要的辅助测量手段。

RIV法。局部放电会产生无线电干扰的现象很早就被人们所认识。例如人们常采用无线电电压干扰仪来检测由于局放对无线电通讯和无线电控制的干扰,并已制定了测量方法的标准。用RIV表来检测局放的测量线路与脉冲电流直测法的测量电路相似。此外,还可以利用一个接收线圈来接收由于局放而发出的电磁波,对于不同测试对象和不同的环境条件,选频放大器可以选择不同的中心频率(从几万赫兹到几十万赫兹),以获得最大的信噪比。这种方法已被用于检查电机线棒和没有屏蔽层的长电缆的局放部位。

光测法。光测法利用局放产生的光辐射进行检测。在变压器油中,各种放电发出的光波长不同,研究表明通常在500~700mm之间。在实验室利用光测法来分析局放特征及绝缘劣化等方面已经取得了很大进展,但是由于光测法设备复杂昂贵、灵敏度低,且需要被检测物质对光是透明的,因而在实际中无法应用。

射频检测法。利用罗果夫斯基线圈从变压器中性点处测取信号,测量的信号频率可以达到3万千赫兹,大大提高了局放的测量频率,同时测试系统安装方便,检测设备不改变电力系统的运行方式。但对于三相电力变压器,得到的信号是三相局放信号的总和,无法进行分辨,且信号易受外界干扰。随着数字滤波技术的发展,射频检测法在局放在线检测中得到了较广泛的应用。

超高频方法在局放检测中的应用
华北电力大学自2002年开始,将近年来国际上流行的超高频技术应用于GIS、变压器、电机和电缆等的局放检测研究工作。截至目前为止,研究工作取得了很大进展,完成了超高频法用于变压器局放检测的可行性验证,研制了一套自动化超高频局放检测系统,可以通过程控的方式控制信号采集和数据存储。设计了模拟变压器内部局放的各种实验室模型,通过相位统计分布的方式和频谱的方式进行了模式识别的研究,取得了很好的效果。以实验室检测系统为基础设计了一套基于现场的超高频局放检测系统,并成功地于2003年2月23日在河南某变电站一台正在运行的型号为SFPSZ9-220千伏/120000千伏安的主变进行了安装与试验,实现了国内用于实际在线安装测试的首次试验。后来又在该变压器吊罩检查期间,安装了基于超高频检波信号的固定式监测系统长期跟踪其局放活动。结合实验室的研究成果,设计了一套基于工控机的UHF局放在线监测装置,实现了在线连续采集数据、相位统计分析和超高频信号随时间变化的历史趋势分析功能。

高压设备局放检测的发展方向
目前,超高频方法的研究也面临着一些问题,由于测量机理与脉冲电流法不同,因此无法进行视在放电量的标定,而目前大多数工程人员已经习惯于通过视在放电量来反映局放的严重程度,IEC规定有关局放的变压器产品出厂标准中,其指标也是通过局放量的阈值来规定的。目前的研究表明,即使在局放源到传感器之间的传播路径不变的情况下,脉冲电流法的视在局放量与超高频方法所测得的脉冲信号幅值之间也没有确定的对应关系,这就更加大了应用该方法进行局放定量的难度;此外,由于变压器内部绝缘结构的复杂性,局放产生的电磁波在内部的传播将存在大量的散射、折反射以及衰减,因而传播特性研究和局放源定位工作将注定是难度很大而且充满挑战的。

随着科技的发展,特别是信号分析技术如神经网络、指纹分析、专家系统、模糊诊断和分形等都越来越多地应用到变压器局放检测中,对通过脉冲电流法按照IEC270标准测量得到数据,进行模式识别和绝缘寿命评估,推动了局放检测技术的发展。超高频检测方法从一开始就是从数字化技术起步的,通过将成功的传统方法移植到超高频检测之中,实现局放的连续在线监测和自动识别的研究正在取得快速的进展,上述超高频法存在的问题是目前很多相关研究单位需要解决的课题。笔者认为,任何一种方法都有一定的应用范围,有些问题它可以解决,有一些则不能解决。当前通信技术的发展使人们充分认识到,在线监测是个跨学科、综合性的研究领域,多种方法相结合,综合运行目前各种技术和知识,构建统一的、综合的在线监测平台,将是未来局放在线监测的发展方向。

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目前的研究表明,即使在局放源到传感器之间的传播路径不变的情况下,脉冲电流法的视在局放量与超高频方法所测得的脉冲信号幅值之间也没有确定的对应关系,这就更加大了应用该方法进行局放定量的难度;此外,由于变压器内部绝缘结构的复杂性,局放产生的电磁波在内部的传播将存在大量的散射、折反射以及衰减...

如何进行变压器局部放电试验?合格标准是什么?
在220kV及以上的变压器大修或更换绕组后,需要进行局部放电测量以确保其性能。进行局部放电测量时,首先对试品施加线端电压U2,该电压值为1.3Um或1.5Um,持续5分钟。随后将电压升高至Um,保持5秒,然后迅速降至U2,再持续30分钟。在电压为U2的第二阶段的30分钟内,需连续观察,并每隔5分钟记录一次放...

电力变压器局部放电试验的主要目的是( ) 。
【答案】:B 电力变压器主要采用油-纸屏障绝缘,这种绝缘由电工纸层和绝缘油交错组成。由于大型变压器结构复杂、绝缘很不均匀。当设计不当,造成局部场强过高,工艺不良或外界原因等因素、造成内部缺陷时,在变压器内必然会产生局部放电,并逐渐发展,最后造成变压器损坏。

变压器局部放电实验方法?
变压器局部放电试验是为了检查变压器的绝缘性能。检测设备如下:主机 GDPD-505 两通道,四路 或者四通道 PTU 变压器 GD-USS 超声波传感器(接触式)GD-USS 超声波传感器(接触式)可收放式吸附座(含绝缘杆)GD-HFCT 高频电流互感器 脉冲校准发生器 ...

油浸变压器为什么要做局部放电试验?
油浸变压器为什么要做局部放电试验?油纸屏障绝缘主要用于油浸式电力变压器,由电工纸层和绝缘油组成。因为大型变压器结构复杂,绝缘不均匀。当设计不当导致局部场强过高、工艺不良或外部原因等因素,造成内部缺陷时,变压器内部必然会发生局部放电,并逐渐发展,最终导致变压器损坏。电力变压器中的局部放电主要发生...

变压器局部放电实验方法
在不大于三分之一的U1电压下接通电源并增加至U1,持续5分钟;增加至U2,保持5秒后,将U2降低到U1,保持30分钟,当电压再降低到三分之一U1以下时切断电源即可;试验过程中保持对局部放电仪的观察,若出现异常,应停止试验,试验完成后,由试验负责人对实验结果的正确性进行初步确认。

变压器局部放电实验方法
试验过程严格按照加压程序图进行。首先,在不超过三分之一额定电压U1的情况下接通电源,并逐渐增加到U1,持续5分钟。接下来,电压增加到U2,保持5秒后迅速降至U1,持续30分钟。在整个过程中,电压必须保持在三分之一U1以下时才能切断电源。试验过程中,必须持续观察局部放电仪的显示情况。一旦出现异常,应...

论变压器为什么要进行局部放电试验
为此,应采用一种可以考核变压器在长期工作电压作用下能安全可靠运行的绝缘试验方法,这就是局部放电试验。 对于任何一种绝缘结构,包括变压器的绝缘结构,内部存在气泡(气隙)、油隙和绝缘弱点都是不可避免的。这些气泡(气隙)、油隙和绝缘弱点通常是在变压器制造过程中形成的。如对于油浸式变压器,在其...